JPS60260660A - 耐熱性塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は珪酸塩を主成分とする水分散−波型耐熱塗料組
成物に関し、さらに詳しくは耐酸化性、耐食性さらに金
属表面との密着性に優れた塗膜を形成する耐熱性塗料組
成物に関するものである。

（従来技術の説明） 従来、耐熱塗料として広く知られているものとして、有
機系のシリコーン系塗料が挙げられる。

これは光沢等の外観に優れていることから各種熱器具、
プラン１〜配管などの耐熱塗料として利用され汎用性が
高い。しかし高温における熱分解を考えると常用耐熱温
度は２００℃レベルであり、しかも塗膜硬度が低いため
外部からの衝撃に対し傷がつきやすく耐久性に劣る。一
方、無機系耐熱塗料については、一般的に「セラミック
コーティング剤」として広く知られており、形態も粉体
状、ロンド状、水分散状などがあり、施工方法も多種多
様である。工業的にはガラス質コーティングやほうろう
びき等が汎用的で、その他セラミック素材を溶融しスプ
レー法により基材に密着させるいわゆ；ｂ”９Ｍ法”や
、アルイＬ、ｔＰＶＤ　（ＰｈｙＳｉｃａｌＶａｐｏｒ
　ｏｅｐｏｓｔｔｔｏｎ　）やＣＶ　Ｄ　（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌＶａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　）等が挙げ
らレルがイーｆ　ｈも装置の高価なことと処理に高温を
要することから工業的には問題が多く、大規模に使用さ
れるに至っていない。これに対し、水分散形のセラミッ
ク系塗料は一般的な有機塗料と同様にスプレーやへヶ塗
り等の簡便な方法で施工でき、装置面においても安価な
ことから各種用途への汎用性は高い。

しかし、この水分散形のセラミック塗料は塗布した後の
処理に高温を必要としたり、二液タイプの場合の作業性
の問題（混合の手間、混合比等）、さらに形成皮膜の基
材への密着性が特に熱衝撃に対し弱いという欠点がある
こと等が挙げられその改良が望まれていた。

（発明の目的） 本発明は前記の如き従来技術の各種欠点を解消し、金属
面に対し低温から高温域にわたり密着性に優れ、かつ耐
食性、耐酸化性等の優れた耐久ｔＩＬを有する皮膜を形
成し１ｑる耐熱性塗料組成物を提供することを目的と１
ノ、自動車、機械、造船、電気、電子、建材等の広範な
分野へ利用される。

（発明の構成） 本発明のこの目的は、次に示す塗Ｆ＋１組成物によって
達成される。

すなわち本発明は、珪酸ナトリウム４０〜６０重量、　
％、珪酸カリウム５〜２５重量％、水分散性膠質微粉シ
リカ２０〜４０市昂％、含水珪酸アルミニウム１〜３重
量％、無機硼酸塩および／またはアルミナ水和物１〜５
重量％からなる配合物（固形分）２０〜５０重量部と水
８０〜５０重量部を含有することを特徴とする耐熱性塗
料組成物にある。

本発明に用いられる珪酸ナトリウムは、ＮａＯ・　ｎＳ
！０２　・ＸＨ２Ｏの化学式で表わされ、外観は水あめ
状の無色またはわずかに淡黄色から淡褐色に着色した液
体である。本発明において、この珪酸ナトリウムを４０
〜６０重量％用いることにＪ：す、金属基材への接着に
対し効果的な働きをする。

本発明に用いられる珪酸カリウムはに２０・ｎ５ｉ０２
　・ＸＨ２Ｏの化学式で表わされ、現在工業的に生産さ
れているものはｎ＝　２〜３．８の珪酸カリウム水溶液
である。本発明において、珪酸カリウムを５〜２５重量
％用いることにより、塗膜の硬度白土および耐摩耗性の
向上に効果的である。

水分散性膠質微粉シリカは、無水珪酸超微粉末で内部に
シロキサン構造をもち、負に帯電しており水中１分散１
″′″］　０−１’　Ｆ状′″２６物質１１・　１．（
本発明における水分散性膠質微粉シリカを２０〜４０　
’重量％用いることにより、脱水後、金属表面への３− 強固な付着と皮膜形成がなされ、珪酸ナトリウ１１、珪
酸カリウムと相伴って焼成温度（６００℃）以下でも強
固な塗膜となる。

本発明に用いられる含水珪酸アルミニウムはコロイド性
を有するものが適当で、含水珪酸アルミニウムは天然の
膨潤性粘度から抽出過程を経て１ｑられる高純度のソジ
ウムモンモリロナイトで、ベントナイトの主成分として
知られており、それ自体極めて大きな内部表面積、高い
カチオン交換能、さらに高度の水和力をもった無機コロ
イド粒子であるため、水中で著しく膨潤し分散すること
により安定な水系コロイドを形成し、配合物（固形分）
に対しビンガム塑性粘性（チクソトロピー）を付与する
。

本発明において、含水珪酸アルミニウムを１〜３重量％
用いることにより、前記した」；うな特性を発揮するこ
とから、増粘剤、固体粒子の沈降防止剤の働きをする。

本発明に用いられる無機硼酸塩は、Ｎａ　２　Ｂ４Ｏ７
・１０Ｈ２０の組成を有し、水溶性で８７８℃で４− 融解する物質で、本発明において　１〜５重品％用いる
ことにより、高温時接着性付与剤として効果がある。

本発明に用いられるアルミナ水和物は、Ａ、！２０３　
・　ｎＨ２Ｏの組成を有し、水酸化アルミニウムを含有
する。アルミナ水和物を水に分散した場合、水中の陰イ
オンが安定剤として働きコロイド状になり、特性的にチ
クソトロピー性が発現され、含水ケイ酸アルミニウムと
同様に増粘剤、沈降防止剤どしての働きがあるほか、高
温下で金属面に対し良好な接着性を付与する働きもある
。

無機硼酸塩どアルミナ水和物は、それぞれ単独使用ある
いは併用することが可能であるが、無機硼ｉ！塩含有量
の多い稈耐熱特性が向上する。

本発明において用いられる配合物（固形分）の各成分は
、いずれも必須成分であり、所望とする特性、特に耐熱
衝撃性を考慮した場合、各成分は前記した様な配合量の
範囲内になければならず、一つでも逸脱した場合には、
本発明で目的とする特性は得られない。

本発明の塗料組成物において、配合物と水の含有量は、
塗料組成物１００重量部中、配合物（固形分）２０〜５
０重量部、水８０〜５０重量部である。配合物が５０重
量部を越えて含有すると混合時にゲル化が生じ、２０重
量部未満では塗膜が充分な諸性能を発揮しなくなる。

また、本発明の配合物に、低温時の金属への接着性をよ
り確実なものとするために有機系樹脂の添加や美粧性等
の点から看色顔利等を必要に応じて添加することができ
る。

本発明の塗料組成物に」：って金属表面に形成された塗
膜は、比較的低温（１５０℃程度）処理のみで、高温焼
付は等の処理イ【シで、常温から１０００°（］程度の
高温まで耐熱性、耐衝撃性等に優れた特性を有し、また
耐食性、耐酸性等にも優れた特性を有する。

次に実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明
する。

実　施　例　１ 珪酸ナトリウム４０％水溶液２２０重量部（固形分８８
８重量、固形分配合率４４Ｍ１Ａ％）、珪酸カリウム５
０％水溶液８０重量部（固形分４０重量部、固形分配合
率２０重量％）、水分散性膠質微粉シリカ１５％水溶液
４００重吊部（固形分６０重量部、固形分配合率３０重
量％）、含水珪酸アルミニウム４％水溶液１１０ｆｉＭ
部（固形分４．４重量部、固形分配合率２重■％）、無
機硼酸塩５％水溶液１１０重囲部（固形分５，５重量部
、固形分配合率３重量％）の合計量９２０重量部（固形
分１９７．９重間部、固形分配合率２１．５重量％）か
ら成る配合物を、高速攪拌機ににり十分配合均質化し、
塗料組成物を得た。この塗料組成物は、２５℃で１２０
　ｃｐｓの粘度であった。

友−ＬＪＬ−え 珪酸ナトリウム３５％水溶液３００重量部（固形分１０
５重量部、固形分配合率５６重量％）、珪酸カリウム３
０％水溶液３５重石部（固形分１０．５重量部、固形分
配合率６重量％）、水分散性膠質微粉シリカ゛゛％＊ｆ
ｆ１１４０ｏｆｆ１ｍＷ′＜ｍ’Ｒ３”６°１８“・１
”　１．（配合率３２１！％）、含水珪酸アルミニウム
４％水　０溶液１００重量部（固形分４重量部、固形分
配合率７− ２重量％）、アルミナ水和物１０％水溶液８０市ｍ部（
固形分８重量部、固形分配合率４重量％）の合計量９１
５重量部（固形分１８７．５重量部、固形分配合率２０
．５重口％）から成る配合物を、高速攪拌機により十分
配合均質化しｉｌＦ＋組成物を得た。この塗料組成物は
、２５℃で９５　Ｃｐｓの粘度であった。

衷−」Ｌ二鯉−」− 珪酸ナトリウム５０％水溶液２５０重川部（固形分１２
５重量部、固形分配合率４７重Ｍ％）、珪酸カリウム５
０％水溶液１３０重部部（固形分６５重量部、固形分配
合率２５重量％）、水分散性膠質微粉シリカ５０％水溶
液１１０重量部（固形分５５重量部、固形分配合率２１
重量％）、含水珪酸アルミニウム２０％水溶液３５重量
部（固形分７重量部、固形分配合率２．５重量％）、無
機硼酸塩２０％水溶液２５重量部（固形分５重量部、固
形分配合率２重量％）、アルミナ水和物２０％水溶液３
５重量部（固形分７重間部、固形分配合率２．５重量％
）の合計量５８５重量部（固形分２６４重量部、固形分
配合率４５重υ％）から成る配合物を、高速攪拌機によ
りＬ分配合均８− 質化し、塗料組成物を得た。この塗料組成物は、２５℃
で３４０　ｃｐｓの粘度であった。

実　施　例　４ 珪酸プトリウム４０％水溶液３００重量部（固形分１２
０重量部、固形分配合率５７重量％）、珪酸カリウム５
０％水溶液７０重量部（固形分３５５重量、固形“分配
含率１６．５重量％）、水分散性膠質微粉シリカ１５％
水溶液３００重量部（固形分４５重量部、固形分配合率
２１重量重愼％）、含水珪酸アルミニウム４％水溶液９
０重量部（固形分３．６重量部、固形分配合率２重量％
）、無機硼酸塩５％水溶液１１０重量部（固形分５．５
重口部、固形分配合率３重量％）の小計量８７０重量部
（固形分２０９．１重量部、固形分配合率２４重量％）
に、有機系樹脂（ボンコート６６２０、大日本インキ化
学工業（株製、酢酸ビニルービョーバ共重合体の水エマ
ルジョン）４２重量部（固形分５０％）を加えた合計１
９１２重１部から成る配合物を、高速攪拌機により十分
配合均質化し塗料組成物を得た。この塗料組成物は、２
５℃で２１０　ｃｐｓの粘度であった。

衷−！Ｊ５ 珪酸ナトリウム３５％水溶液３００重量部（固形分１０
６重量部、固形分配合率５５重間％）、珪酸カリウム５
０％水溶液６０重量部（固形分３００重量、固形分配合
率１５．５重量％）、水分散性膠質微粉シリカ１５％水
溶液３００重量部（固形分４５重が部、固形分配合率２
３重量％）、含水珪酸アルミニウム４％水溶液１００重
量部（固形分４重量部、固形分配合率２重量％）、無機
硼酸塩５％水溶液６０重間部（固形分３重量部、固形分
配合率３重量％）、アルミナ水和物１０％水溶液６０重
量部（固形分６重量部、固形分配合率３重量％）の小計
闇８８０重ω部（固形分１９３重量部、固形分配合率２
２重量％）の配合物を、実施例１と同様に高速攪拌機を
用い均質になるまで攪拌し、これをボールミルに移し、
無機顔料（Ｃｏ−ＡＪ系青色顔１’４）８８重量部を加
えた合計量９６８重量部を充分に混合した後、４００メ
ツシユのフルイにか１ノ、着色塗１１組成物を１９だ。

この塗料組成物は、２５℃で２２０　ｃｐｓの粘度であ
った。

比　較　例　１ 珪酸ナトリウムを含有しない以外は実施例１と同様の配
合にして塗ＩＩ組成物を得た。この塗料組成物は、２５
℃で８５　ｃｐｓの粘度であった。

比　較　例　２ 水分散性膠質微粉シリカを含有しない以外は実施例１と
同様の配合にして塗料組成物を得た。この塗料組成物は
、２５℃で１０５　ｃｐｓの粘度であった。

比　較　例　３ 珪酸カリウムを含有しない以外は実施例１と同様の配合
にして塗料組成物を得た。この塗料組成物は、２５℃で
１１０　ｃｐｓの粘度であった。

比　較　例−４ 無ＩａｌｌＩ酸塩を含有しない以外は実施例１と同様の
配合にして塗料組成物を得た。この塗料組成物は、２５
℃で１１５　ｃｐｓの粘度であった。

比　較　倒−５ 含水珪酸アルミニウムを含有しない以外は実施　、１工
（・ 例１と同様の配合にして塗料組成物を得た。この塗料組
成物は、２５℃で１０５　ｃｐｓの粘度であった。

−１１＝ 比　較　例　６ 珪酸ナトリウム２０％水溶液２５０重量部（固形分５０
重量部、固形分配合率４７重量％）、珪酸カリウム３０
％水溶液６０重量部（固形分１８重量部、固形分配合率
１７重量％）、水分散性膠質微粉シリカ１５％水溶液２
００重吊部（固形分３０重量部、固形分配合率２８重量
％）、含水珪酸アルミニウム４％水溶液７５重聞部〈固
形分３重量部、固形分配合率３重量％）、アルミナ水和
物１０％水溶液５０重量部（固形分５重量部、固形分配
合率５重量％）の合計量６３５重量部（固形分１０６重
量部、固形分配合率１７重量％）から成る配合物を、高
速攪拌機により十分配合均質化し塗料組成物を得た。こ
の塗料組成物は、２５℃で６５　ｃｐｓの粘度であった
。

監−１−九一り 珪酸ナトリウム６０％水溶液２００重聞部（固形分１２
０重量部、固形分配合率５７重量％）、珪酸カリウム５
０％水溶液７０重量部（固形分３５重量部、固形分配合
率１６．５重量％）、水分散性膠質微粉シリカ５０％水
溶液９０重吊部（固形分４５重量部、固形分配１２− 含率２１．５重Ｍ％）、含水珪酸アルミニウム４０％水
溶液１０重量部（固形分４重量部、固形分配合率２重量
％）、無機硼酸塩５０％水溶液１２重量部（固形分６重
量部、固形分配合率３重量％）の合計量３８２８２重量
（固形分２０９重量部、固形分配合率５５重間％）から
なる配合物を高速攪拌機により混合したところゲル化減
少を起こした。

実　験　例 実施例１〜５、比較例１〜６の塗料組成物について、そ
の特性を評価すべく、塩水噴霧試験、ゴバン目テープ剥
離試験、熱衝撃試験を行なった。

その結果を第１表に示した。なお、評価に用いる試験片
の作成および評価方法は以下の方法によって行なった。

〈試験片の作成〉 鋼板（ＳＳ４１．１ｏｏｘ　ｓｏｘ　１，６ｍｍ　）の
全面を、ショツトブラストにより清浄にした後、実施例
１〜５および比較例１〜６の組成物をスプレーにより乾
燥後の膜厚が３０〜５０μｍになるようにコートした。

コート後、常温で１２時間乾燥後、９０℃、３０分子備
加熱する。その後、１４０°Ｃ１３０分加熱硬化し、評
価用の試験片を得た。

く試験片の評価方法〉 ■塩水噴霧試験： 塗装面にクロスカット（対角線）を入れ、Ｊ　ｌ５Ｚ２
３Ｎの方法に準１処した試験を１００時間行ない、クロ
スカット部の錆の進行程度を調べた。

判定基準は、錆の成長がクロスカット部にす２ｍｍ以内
を良好とし、それよりも大きい場合不良した。

■基盤目テープ剥前試験： 塗装面にカッターにより　２ｍｍ角の升目を一辺が２０
ｍｍの正方形の中に　１００個作り、そのカッ１へ部分
全面にセロテープを、しっかりと貼りつけた後、急速に
テープを剥がし塗板上の剥がれていない月間の数をパー
セントでめた。

■熱衝撃試験： 電気炉を６５０℃に調整し、その炉内に試験片を２時間
静置した後、空気中に取り出し急冷させ３０分後の塗膜
の鋼板への付着性性能を目視にて確認した。これをひど
つの試験片について５回繰り返した。評価基１１ｊ）は
、試験終了後、９０％１ス上付着面が残っていれば良好
とし、９０％未満は不良とした。

・、ｉ 【・ １５− −１６＝ 第１表に示されるごとく、本発明の塗料組成物である実
施例１〜５は、比較例１〜６と比較して、耐塩水性、接
着性、耐熱衝撃性のいずれも優れている。

（発明の効渠） 以上説明ｌノだように、本発明の耐熱性塗料組成物は、
低温（１５０℃程度）で、しかも短時間の処理で高温域
まで、耐熱性、耐酸化性、耐食性に優れた特性を発揮し
、かつ基材に対して接着性の良好な強固な皮膜を形成す
るもので省エネルギー、作業性の観点からも工業的に幅
広い用途展開が望める。

特許出願人　横　浜　ゴ　ム　株　式　会　社特許出願
人　有限会社　岩崎耐熱化学研究所代理人　弁理士　伊
　東　辰　雄 代理人　弁理士　伊　東　哲　也

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、珪酸ナトリウム４０〜６０重量％、珪酸カリウム５
   〜２５重量％、水分散性膠質微粉シリカ２０〜４０重量
   ％、含水珪酸アルミニウム１へ・３重量％、無機硼酸塩
   および／またはアルミナ水和物１へ・５重量％からなる
   配合物２０〜５０重量部と水８０〜５０重量部を含有す
   ることを特徴とする耐熱性塗料組成物。